自动喷淋系统的应用与选择

■ 赵相连

自动喷淋系统的应用与选择

■ 赵相连

0 引 言

伴随着我国经济的飞速发展，建筑业规模不断扩大，建筑使用功能越来越复杂，对建筑审计的要求也越来越高，特别是消防安全的设计。作为重要消防灭火系统之一，消防自动喷淋系统是目前应用十分广泛的一种固定消防设施，它具有价格低廉、灭火效率高等特点，系统安装报警装置，可以在发生火灾时自动发出警报，并且和其他消防设施同步联动工作，因此能有效控制、扑灭初期火灾。笔者结合近年的实际工作，对消防自动喷淋灭火系统的应用与选择作出相应分析。

1 需设置喷淋系统的主要场所

1.1 《建筑设计防火规范》中设置场所规定

根据《建筑设计防火规范》8.5.1规定 ，下列场所应设置自动灭火系统，除不宜用水保护或灭火者以及本规范另有规定者外，宜采用自动喷水灭火系统：

1）大于等于50 000纱锭的棉纺厂的开包、清花车间；大于等于5 000 锭的麻纺厂的分级、梳麻车间；火柴厂的烤梗、筛选部位；泡沫塑料厂的预发、成型、切片、压花部位；占地面积大于1 500 m2的木器厂房；占地面积大于1 500 m2或总建筑面积大于3 000 m2的单层、多层制鞋、制衣、玩具及电子等厂房；高层丙类厂房；飞机发动机试验台的准备部位；建筑面积大于500 m2的丙类地下厂房。

2）每座占地面积大于1 000 m2的棉、毛、丝、麻、化纤、毛皮及其制品的仓库；每座占地面积大于600 m2的火柴仓库；邮政楼中建筑面积大于500 m2的空邮袋库；建筑面积大于500 m2的可燃物品地下仓库；可燃、难燃物品的高架仓库和高层仓库（冷库除外）。

3）特等、甲等或超过1 500 个座位的其它等级的剧院；超过2 000 个座位的会堂或礼堂；超过3 000 个座位的体育馆；超过5 000人的体育场的室内人员休息室与器材间等。

4）任一楼层建筑面积大于1 500 m2或总建筑面积大于3 000 m2的展览建筑、商店、旅馆建筑、以及医院中同样建筑规模的病房楼、门诊楼、手术部；建筑面积大于500 m2的地下商店。

5）设置有送回风道（管）的集中空气调节系统且总建筑面积大于3 000 m2的办公楼等。

6）设置在地下、半地下或地上四层及四层以上或设置在建筑的首层、二层和三层且任一层建筑面积大于300 m2的地上歌舞娱乐放映游艺场所（游泳场所除外）。

7）藏书量超过50 万册的图书馆。

1.2 《高层民用建筑设计防火规范》（下称《规范》）中设置场所规定

《规范》7.6.1规定，建筑高度超过100 m的高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00 m2的卫生间、不设集中空调且户门为甲级防火门的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。

《规范》7.6.2规定，建筑高度不超过100 m的一类高层建筑及其裙房，除游泳池、溜冰场、建筑面积小于5.00 m2的卫生间、普通住宅、设集中空调的住宅的户内用房和不宜用水扑救的部位外，均应设自动喷水灭火系统。

《规范》7.6.3规定，二类高层公共建筑的下列部位应设自动喷水灭火系统：7.6.3.1 公共活动用房；7.6.3.2 走道、办公室和旅馆的客房。

2 自动喷淋灭火系统的组成

自动喷淋灭火系统由水池、阀门、水泵、气压罐控制箱、主干管道（屋顶水箱）、分支次干管道、信号蝶阀、水流指示器、分支管、喷淋头、排气阀、末端排水装置等部件组成。

3 自动喷淋灭火系统的分类及设计选择

喷头分为两类：采用闭式洒水喷头的为闭式系统，采用开式洒水喷头的为开式系统。

3.1 闭式系统

闭式系统的类型较多，基本类型包括湿式、干式、预作用及重复启闭预作用系统等，用量最多的是湿式系统。在已安装的自动喷水灭火系统中，有70%以上为湿式系统。

1）湿式系统。

湿式系统由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水。

工作原理：火灾发生的初期，建筑物的温度随之不断上升，当温度上升到以闭式喷头温感元件爆破或熔化脱落时，喷头即自动喷水灭火。该系统结构简单，使用方便、可靠，便于施工，容易管理，灭火速度快，控火效率高，比较经济，适用范围广，占整个自动喷水灭火系统的75%以上，适合安装在能用水灭火的建筑物、构筑物内。

湿式系统使用范围：在环境温度不低于4℃、不高于70 ℃的建筑物和场所（不能用水扑救的建筑物和场所除外）都可以采用湿式系统。该系统局部应用时，适用于室内最大净空高度不超过8 m、总建筑面积不超过1 000 m2的民用建筑中的轻危险级或中危险级Ⅰ级需要局部保护的区域。

湿式系统特点：①结构简单，使用可靠；②系统施工简单、灵活方便；③灭火速度快、控火效率高；④系统投资省，比较经济；⑤适用范围广。

2）干式系统。

干式系统准工作状态时配水管道内充满用于启动系统的有压气体的闭式系统。

工作原理：干式系统与湿式类似只是控制信号阀的结构和作用原理不同，配水管网与供水管间设置干式控制信号阀将它们隔开，而在配水管网中平时充满着有压力气体用于系统的启动。发生火灾时，喷头首先喷出气体，致使管网中压力降低，供水管道中的压力水打开控制信号阀而进入配水管网，接着从喷头喷出灭火。不过该系统需要多增设一套充气设备，一次性投资高，平时管理较复杂，灭火速度较慢。

干式系统适用范围：干式系统适用于环境温度低于4 ℃和高于70 ℃的建筑物和场所，如不采暖的地下车库、冷库等。

干式系统特点：①在报警阀后的管网内无水，故可避免冻结和水汽化的危险，不受环境温度的制约，可用于一些无法使用湿式系统的场所。②比湿式系统投资高，因需充气，增加了一套充气设备而提高了系统造价。③干式系统的施工和维护管理较复杂，对管道的气密性有较严格的要求，管道平时的气压应保持在一定的范围，当气压下降到一定值时，就需进行充气。④比湿式系统喷水灭火速度慢，因为喷头受热开启后，首先要排出管道中的气体，然后再出水，这就延误了时机。

3）预作用系统。

预作用系统在准工作状态时配水管道内不充水，由火灾自动报警系统自动开启雨淋报警阀后，转换为湿式系统的闭式系统。

适于具有如下条件的场所：①系统处于准工作状态时严禁管道漏水；②严禁系统误喷；③替代干式系统。

4）重复启闭预作用系统。

能在扑灭火灾后自动关阀、复燃时再次开阀喷水的预作用系统。适用于灭火后必须及时停止喷水的场所。目前这种系统有两种形式：一种是喷头具有自动重复启闭的功能，另一种是系统通过烟、温感传感器控制系统的控制阀来实现系统的重复启闭功能。

3.2 开式系统

采用开式洒水喷头的自动喷水灭火系统，包括：雨淋系统、水幕系统

1）雨淋系统。

由火灾自动报警系统或传动管控制，自动开启雨淋报警阀和启动供水泵后，向开式洒水喷头供水的自动喷水灭火系统，亦称开式系统。应采用雨淋系统的场所详见《自动喷水灭火系统设计规范》（GB 50084—2001）4.2.5。

2）水幕系统。

由开式洒水喷头或水幕喷头、雨淋报警阀组或感温雨淋阀，以及水流报警装置（水流指示器或压力开关）等组成，用于挡烟阻火和冷却分隔物的喷水系统。

4 按系统启动原理分类及各自的优缺点

4.1 快速响应早期抑制性喷淋系统

工作原理：快速响应早期抑制性喷淋系统是通过安装在各个点位上的洒水喷头，均匀喷洒水滴，实现扑灭火灾的功能。洒水喷头内安装有玻璃泡，通过玻璃泡内的化学药剂感受环境温度，当环境温度≥68℃时，玻璃泡内化学药剂迅速膨胀，挤爆玻璃泡，实现自动灭火功能。

优点：该系统喷头点位密集，喷头为大流量喷头，故对所保护范围内发生的火灾中、晚期有较强的扑灭能力。日常维护费用低，对巡视维护人员专业知识要求不高。

缺点：该系统安装后，库房内货物堆放不能过高，因保护面积内均需铺设管网，所以成本也较高。另外，由于安装高度高，在火灾形成初期，温度过低时无法进行喷洒。对喷头周围环境温度有条件要求（环境温度不得大于60℃）。喷淋系统一旦开始喷洒，需通过手动关闭阀门停止喷洒。安装施工难度较高，安装时库房无法进行日常材料堆放。喷头为一次性使用，喷洒后需重新更换。

4.2 智能型主动喷水灭火系统

工作原理：因火灾发生时会产生大量红外线，故该系统通过集成在水炮内的红外扫描器对防区进行360°扫描巡检，当发现某处异常时启动灭火程序，对着火点进行定点喷洒扑灭，直至火焰完全扑灭后系统关闭喷洒模式，恢复正常巡检状态。

优点：施工难度低；因管道敷设较少，故整体成本较低；因集成红外探测器，故可配套报警设备，实现自动报警。该系统只对着火点进行定点喷洒，扑灭火灾后能自动停止，故对非火灾区域损失较小。

缺点：设备造价和维护成本较高；日常维护巡视人员专业知识要求高。因需对着火点进行扫描，故仓库内货物不能堆放过高。因系统在火灾时启用，故需设置双回路供电。

5 喷淋头种类的选择

根据场所不同可以选择不同的喷淋头：

1）下垂型喷淋头。

下垂型喷淋头是使用最广泛的一种喷头，下垂安装于供水支管上，洒水的形状为抛物体型，将总水量的80%～100%喷向地面。主要用于不需要装饰的场所，如车间、仓库、停车库、厨房等地。

2）直立型喷淋头。

适宜安装在移动物较多、易发生撞击的场所如仓库，还可以暗装在房间吊顶夹层中的屋顶处，以保护易燃物较多的吊顶顶棚。

直立型喷淋头直立安装在供水支管上，洒水形状为抛物体型，将总水量的80%～100%向下喷洒，同时还有一部分喷向吊顶。

3）普通型喷淋头。

适用于餐厅、商店、仓库、地下车库等场所。普通型洒水喷淋头既可直接安装，又可下垂安装于喷水管网上，将总水量的40%～60%向下喷洒，较大部分喷向吊顶。

4）边墙型喷淋头。

适宜于布管较难的场所，边墙型洒水喷淋头靠墙安装。主要用于办公室、门厅、休息室、走廊客房等建筑物的轻危险部位。

6 结 语

综上所述，笔者认为具体选用哪一种自动喷淋灭火系统需要根据项目的特殊性进行选择。不同地域环境、不同功能开间、不同规模形式等诸多因素，决定了选用某种或多种自动灭火系统。有时采用一种自动喷淋灭火形式，有时采用多种自动喷淋灭火形式，按照不同区域和功能进行布置，联合消防灭火，从而达到智能、高效、一体的消防灭火效果。总之，在对众多的自动喷淋灭火系统进行选择时，应按工程的不同情况，选用最有效、最有针对性的灭火系统。